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6.5 Triebstrangkonzepte
In diesem Abschnitt werden unterschiedliche Triebstrangkonzepte in Abhängigkeit ihrer Ro-
torlagerung und des Getriebe-/Generatorkonzepts vorgestellt und betrachtet. Da die Kombi-
nationsmöglichkeiten sehr vielfältig sind, beschränkt sich dieses Buch auf tatsächlich reali-
sierte Projekte. Eine grundlegende Orientierung der Möglichkeiten zeigt Tabelle 6.1 in einer
zusammengefassten Triebstrangkonzeptmatrix.
Tabelle 6.1
Triebstrangkonzeptmatrix
Lagerungskonzept Getriebeart: direkt Getriebeart: 1-2 Stufen Getriebeart: 3-4 Stufen
Doppelte Lagerung
6.5.1
6.5.3
6.5.5
Dreipunktlagerung
6.5.1
Momentenlagerung
6.5.2
6.5.4
6.5.7
Betrachtet man dieseMatrix, ist zu erkennen, dass zwei mögliche Kombinationenmit der Drei-
punktlagerung (direktgetriebenes Konzept und Triebstrang mit 1-2-Stufengetriebe) ausgelas-
sen werden. Diese Varianten sind in der Theorie zwar möglich, allerdings gibt es hierzu keine
praktischen Umsetzungen, die dem Autor zum aktuellen Zeitpunkt bekannt wären. Dem hin-
zuzufügen ist, dass ein direktgetriebener Triebstrang basierend auf einer Dreipunktlagerung
aufgrund der starken Beanspruchungen des Generatorgehäuses wirtschaftlich nicht konkur-
renzfähig umzusetzen ist.
6.5.1 Direktgetrieben - Doppelte Lagerung
Getriebelose Windkraftanlagen zeichnen sich durch eine höhere Zuverlässigkeit und einen ge-
ringeren Wartungsaufwand aus. Nachteilig sind die großen Abmessungen und die vergleichs-
weise hohen Kosten für den Bau dieser Anlagen. Der bekannteste Hersteller mit einem ver-
gleichsweise großen Marktanteil ist die deutsche Firma Enercon. Bei Enercon werden fremd-
erregte Generatoren eingesetzt, die ein sehr hohes Gewicht haben und ein großes Bauvolumen
benötigen. Modernere Varianten, z. B. von Vensys oder Siemens, arbeiten mit Permanentma-
gneten und sind nicht schwerer als die Getriebeanlagen. Jedoch sind auch bei diesen Herstel-
lern die Kosten sehr hoch, da in jüngster Zeit die Preise für Permanentmagnete stark in die
Höhe gegangen sind.
Das Lagerungskonzept des Rotors für die Enercon-Windkraftanlagen basiert auf zwei Lagern,
die auf einem vorstehenden Achszapfen angeordnet sind (siehe Bild
6.32)
. Die Nabe ist di-
rekt mit dem innen liegenden Rotor des Generators verbunden. Der Stator ist im Gehäuse an-
geordnet, welches wiederum am Maschinenträger angeflanscht ist. Auch die neue Offshore-
Windkraftanlage der Firma ALSTOM, eine 6-MW-Turbine mit einem Rotordurchmesser von
150 Metern, lehnt sich an das beschriebene Konzept an.
Den in Abschnitt
6.4.2
beschriebenen Vorteilen für die doppelte Lagerung stehen aber auch
Nachteile gegenüber. Zum einen beeinflusst die Biegung des Achszapfens den Luftspalt des
Generators, sodass der Maschinenträger und die Achse entsprechend steif und somit schwer
ausgelegt werden müssen. Zum anderen ist ein Nabenzugang nicht möglich und auch der Ge-
nerator ist schwer zu erreichen.
